В процесі експлуатації масел в них накопичуються продукти окислення, забруднення та інші домішки, які різко знижують якість масел. Масла, що містять забруднюючі домішки, нездатні задовольняти пропонованим до них вимогам і повинні бути замінені свіжими маслами. Відпрацьовані масла збирають і піддають регенерації з метою збереження цінної сировини, що є економічно вигідним [1-3].
Переробити відпрацьовані моторні масла спільно з нафтою на НПЗ не можна, т. К. Присадки, що містяться в маслах, порушують роботу нафтопереробного устаткування.
Залежно від процесу регенерації отримують 2 ... 3 фракції базових масел, з яких компаундированием і введенням присадок можуть бути приготовлені товарні масла (моторні, трансмісійні, гідравлічні, МОР, пластичні мастила). Середній вихід регенерованого масла з відпрацьованого, що містить близько 2 ... 4% твердих забруднюючих домішок і воду, до 10% палива, становить 70 ... 85% в залежності від застосовуваного методу регенерації [4,5].
Для відновлення відпрацьованих масел застосовуються різноманітні технологічні операції, засновані на фізичних, фізико-хімічних і хімічних процесах і полягають в обробці масла з метою видалення з нього продуктів старіння і забруднення.
Фізичні методи дозволяють видаляти з масел тверді частинки забруднень, мікрокраплі води і частково - смолисті і коксообразние речовини, а за допомогою випарювання - легкокипящие домішки. Масла обробляються в силовому полі з використанням гравітаційних, відцентрових і рідше електричних, магнітних і вібраційних сил, а також фільтрування, водна промивка, випарювання і вакуумна дистиляція. До фізичних методів очищення відпрацьованих масел відносяться також різні масо-і теплообмінні процеси, які застосовуються для видалення з масла продуктів окислення вуглеводнів, води і легкокипящих фракцій [5,6].
Відстоювання є найбільш простим методом, він заснований на процесі природного осадження механічних частинок і води під дією гравітаційних сил.
Залежно від ступеня забруднення палива або масла і часу, відведеного на очистку, відстоювання застосовується або як самостійно, або як попередній метод, що передує фільтрації або відцентрової очищенню. Основним недоліком цього методу є велика тривалість процесу осідання частинок до повного очищення, видалення тільки найбільш великих часток розміром 50 ... 100 мкм [5,6].
Фільтрація - процес видалення частинок механічних домішок і смолистих з'єднань шляхом пропускання масла через сітчасті або пористі перегородки фільтрів. Як фільтраційних матеріалів використовують металеві та пластмасові сітки, повсть, тканини, папір, композиційні матеріали і кераміку. У багатьох організаціях експлуатують СДМ реалізований наступний метод підвищення якості очищення моторних масел - збільшується кількість фільтрів грубої очистки і вводиться в технологічний процес другий ступінь - тонке очищення масла [5,6].
Відцентрова очищення здійснюється за допомогою центрифуг і є найбільш ефективним і високопродуктивним методом видалення механічних домішок і води. Цей метод заснований на поділі різних фракцій неоднорідних сумішей під дією відцентрової сили. Застосування центрифуг забезпечує очистку масел від механічних домішок до 0,005% по масі, що відповідає 13 класу чистоти по ГОСТ 17216-71 і зневоднення до 0,6% по масі [4-6].
Фізико-хімічні методи знайшли широке застосування, до них відносяться коагуляція, адсорбція і селективне розчинення містяться в маслі забруднень, різновидом адсорбційної очистки є іонно-обмінна очищення [5,6].
Коагуляція т. Е. Укрупнення частинок забруднень, що знаходяться в маслі в колоїдному або дрібнодисперсному стані, здійснюється за допомогою спеціальних речовин - коагулятов, до яких відносяться електроліти неорганічного і органічного походження, поверхнево активні речовини (ПАР), що не володіють електролітичними властивостями, колоїдні розчини ПАР і гідрофільні високомолекулярні з'єднання.
Процес коагуляції залежить від кількості введеного коагулянту, тривалості його контакту з маслом, температури, ефективності перемішування і т. Д. Тривалість коагуляції забруднень у відпрацьованому маслі становить, як правило, 20 ... 30 хв. після чого можна проводити очистку масла від укрупнити забруднень за допомогою відстоювання, відцентрової очистки або фільтрування [5,6].
Адсорбційна очистка відпрацьованих масел полягає у використанні здатності речовин, службовців адсорбентами, утримувати забруднюючі масло продукти на зовнішній поверхні гранул і на внутрішній поверхні пронизують гранули капілярів. Як адсорбенти застосовують речовини природного походження (відбілюючі глини, боксити, природні цеоліти) і отримані штучним шляхом (силікагель, оксид алюмінію, алюмосилікатні сполуки, синтетичні цеоліти).
Адсорбційна очистка може здійснюватися контактним методом - масло перемішується з подрібненим адсорбентом, перколяційні методом - очищається масло пропускається через адсорбент, методом протитоку - масло і адсорбент рухаються назустріч один одному. До недоліків контактної очищення слід віднести необхідність утилізації великої кількості адсорбенту, що забруднює навколишнє середовище. При перколяційні очищенні як адсорбенту найчастіше застосовується силікагель, що робить цей медом дорогим. Найбільш перспективним методом є адсорбентная очищення масла в рухомому шарі адсорбенту, при якому процес протікає безперервно, без зупинки для періодичної заміни, регенерації або отфильтрованием адсорбенту, однак застосування цього методу пов'язане з використанням досить складного обладнання, що стримує його широке поширення [1-6] .
Іонно-обмінна очищення заснована на здатності іонітів (іонообмінних смол) затримувати забруднення, диссоциирующие в розчиненому стані на іони. Іоніти представляють собою тверді гігроскопічні гелі, одержувані шляхом полімеризації і поліконденсації органічних речовин і не розчиняються у воді і вуглеводнях. Процес очищення можна здійснити контактним методом при перемішуванні відпрацьованого масла з зернами іоніту розміром 0,3 ... 2,0 мм або преколяціонним методом при пропущенні масла через заповнену іонітом колону. В результаті іонообміну рухливі іони в просторової решітці ионита замінюються іонами забруднень. Відновлення властивостей іонітів здійснюється шляхом їх промивання розчинником, сушіння і активації 5% -ним розчином їдкого натру. Іонно-обмінна очищення дозволяє видаляти з масла кислотні забруднення, але не забезпечує затримки смолистих речовин [5,6].
Селективна очистка відпрацьованих масел заснована на виборчому розчиненні окремих речовин, що забруднюють масло: кисневих, сірчистих і азотних сполук, а також при необхідності поліциклічних вуглеводнів з короткими бічними ланцюгами, що погіршують в'язкісно-температурні властивості масел.
Як селективних розчинників застосовуються фурфурол, фенол і його суміш з крезолу, нітробензол, різні спирти, ацетон, метил етиловий кетон і інші рідини. Селективна очистка може проводитися в апаратах типу «змішувач-відстійник» в поєднанні з випарниками для відгону розчинника (ступінчаста екстракція) або в двох колонах: екстракційної (для видалення з масла забруднень) і ректифікаційної (для відгону розчинника - безперервна екстракція). Другий спосіб економічніше і отримав більш широке застосування [5,6].
Різновидом селективного очищення є обробка відпрацьованого масла пропаном, при якій вуглеводні масла розчиняються в пропані, а асфальтосмолисті речовини, що знаходяться в маслі в колоїдному стані, випадають в осад.
Хімічні методи очищення засновані на взаємодії речовин, що забруднюють відпрацьовані масла, і вводяться в ці масла реагентів. При цьому в результаті хімічних реакцій утворюються сполуки, що легко видаляються з масла. До хімічних методів очищення ставляться кислотна і лужна очищення, окислення киснем, гідрогенізація, а також осушення та очищення від забруднень за допомогою оксидів, карбідів і гідридів металів. Найбільш часто використовуються:
Сірчанокислотне очищення [5,6]. За кількістю установок і обсягом сировини, що переробляється на першому місці в світі знаходяться процеси з застосуванням сірчаної кислоти. В результаті сірчанокислотного очищення утворюється велика кількість кислого гудрону - важко утилізованого і екологічно небезпечного відходу. Крім того, сернокислотная очищення не забезпечує видалення з відпрацьованих масел поліциклічних аренів і високотоксичних сполук хлору.
Гидроочистка [1,5,6]. Гідрогенізаційного процеси все ширше застосовуються при переробці відпрацьованих масел. Це пов'язано як з широкими можливостями отримання високоякісних масел, збільшення їх виходу, так і з великою екологічною чистотою цього процесу в порівнянні з кислотною і адсорбційної очищеннями.
Недоліки процесу гідроочищення - потреба у великих кількостях водню, а поріг економічно доцільною продуктивності (по закордонним даними) становить 30 ... 50 тис. Т / рік. Установка з використанням гідроочищення олив, як правило, блокується з відповідним нафтопереробним виробництвом, які мають надлишок водню і можливість його рециркуляції [1,5,6].
Для очищення відпрацьованих масел від поліциклічних сполук (смоли), високотоксичних сполук хлору, продуктів окислення і присадок застосовуються процеси з використанням металевого натрію. При цьому утворюються полімери і солі натрію з високою температурою кипіння, що дозволяє відігнати масло. Вихід очищеного масла перевищує 80%. Процес не вимагає тиску і каталізаторів, не пов'язаний з виділенням хлоро-і сірководню. Кілька таких установок працюють у Франції та Німеччині. Серед промислових процесів з використанням суспензії металевого натрію в нафтовому олії найбільш широко відомий процес Recyclon (Швейцарія). Процес Lubrex з використанням гідроксиду і бікарбонату натрію (Швейцарія) дозволяє переробляти будь-які відпрацьовані масла з виходом цільового продукту до 95% [5,6].
Для регенерації відпрацьованих масел застосовуються різноманітні апарати та установки, дія яких заснована, як правило, на використанні поєднання методів, що дає можливість регенерувати відпрацьовані масла різних марок і з різним ступенем зниження показників якості.
Необхідно відзначити, що при регенерації масел можна отримувати базові масла, за якістю ідентичні свіжим, причому вихід масла в залежності від якості сировини становить 80 ... 90%, таким чином, базові масла можна регенерувати ще принаймні два рази, але це можливо реалізувати при умови застосування сучасних технологічних процесів.
5. Шашкін, П. І. Регенерація відпрацьованих нафтових масел [Текст] / П. І. Шашкін, І. В. Брай. - М. Хімія, 1970. - 301 с.
Основні терміни (генеруються автоматично). очищення масла, моторні масла, базові масла, тонке очищення масла, адсорбентная очищення масла, масла забруднень, масла з метою видалення, масла продуктів окислення, товарні масла, очищення масла, масла кислотні забруднення, експлуатації масел в них, фракції базових масел, масла з зернами іоніту, масла і часу, пропускання масла, вихід олії в залежності, регенерації масел, і вводяться в ці масла, масел тверді частинки.